耶鲁大学医学院与加州大学洛杉矶分校的研究人员发现，皮肤毛细血管内皮细胞之间存在一个空间保守、时间稳定的钙信号网络。当这一网络发生紊乱时，血管屏障功能会随之崩溃。相关成果已发表于《美国国家科学院院刊》。
内皮细胞衬于血管内壁，长期以来已知会通过钙信号相互传递信息，以调节血流、感知物理力并维持血管壁完整性。然而，这一信号传递是否遵循某种固定模式，此前从未得到证实。
研究团队利用基因工程小鼠开展实验。这些小鼠的内皮细胞在钙信号激活时会发出绿色荧光，使研究人员得以实时、无创地观察信号活动。通过对数千个细胞的追踪分析，团队发现在任意给定时刻，约半数内皮细胞处于活跃的钙信号发放状态，另外半数则保持静默。
更关键的是这一模式的稳定性。研究人员24小时后返回观察同一批小鼠，发现活跃的细胞依旧活跃，静默的细胞依旧静默。两周后的再次观察同样印证了这一结果。论文第一作者、耶鲁大学医学与哲学双博士学位学生Anush Swaminathan表示，这表明细胞在空间与时间维度上形成了保守的信号网络。值得注意的是，单个细胞每天发放钙信号的频率与持续时间会有所波动，但整个网络的统计特征始终保持稳定。
为探究这一稳定性的维持机制，研究团队聚焦于连接蛋白43——皮肤内皮细胞中表达量最高的间隙连接通道蛋白，负责在相邻细胞间建立通讯通道。然而，当研究人员从内皮细胞中敲除该蛋白后，信号活动非但没有减弱，反而急剧增强。部分细胞出现了持续长达17分钟的连续放电，这在正常小鼠中从未被观察到。持续两周的追踪还发现，异常放电细胞的比例不断扩大。与此同时，毛细血管血流量增加，血管出现渗漏，原本应留在血液中的分子开始逸散至周围组织，内皮屏障功能随之受损。
研究团队随后筛查了一批靶向钙通道的药物，发现常用于治疗高血压的硝苯地平表现突出。将其局部涂抹于小鼠爪部后，钙信号恢复正常，血流速率回归基线，血管屏障功能也得到修复。值得注意的是，硝苯地平作用的L型电压门控钙通道并不表达于内皮细胞，而是存在于包裹毛细血管外壁的周细胞及上游平滑肌细胞中。这提示该药物通过平息周围细胞的活动，间接向内皮细胞传递信号，从而抑制其过度活跃。
研究人员指出，目前仍有若干问题有待解答，包括单个钙信号事件在正常皮肤生理中究竟发挥何种作用，以及细胞的信号身份是否在发育早期便已确立。此次研究首次在活体哺乳动物中证实了毛细血管内皮细胞构成稳定信号网络这一现象，并初步揭示了其失调与血管功能损伤之间的关联，为相关疾病研究提供了新的切入点。
参考文献：Anush Swaminathan et al, Skin capillary endothelial cells form a network of spatiotemporally conserved Ca 2+ activity, Proceedings of the National Academy of Sciences (2026). DOI: 10.1073/pnas.2519708123
编辑：周敏
排版：李丽
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